1.一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、获取铁路桥梁建造数据,包括GIS数据、领域数据和施工数据;步骤2、基于获取的铁路桥梁建造数据构建实体-过程-行为三域关联的铁路桥梁建造场景知识图谱;步骤3、基于铁路桥梁建造场景知识图谱进行知识引导的铁路桥梁建造过程动态可视化仿真。
2.根据权利要求1所述的一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法,其特征在于,所述步骤2的具体步骤为:步骤2.1、基于施工数据整合不同建造阶段下铁路桥梁建造场景中各构建模型的行为状态,并给定实体-过程-行为三域关联表达模型,其中,施工数据包括桥梁结构与施工工序;步骤2.2、基于获取的数据和给定的实体-过程-行为三域关联表达模型构建铁路桥梁建造场景知识图谱,具体步骤为:步骤2.21、基于给定的实体-过程-行为三域关联表达模型对铁路桥梁建造场景中的领域数据进行三域概念抽取,并抽取出三域概念中各概念的领域本体,即完成知识图谱模式层的构建,其中,领域数据包括设计数据、模型数据和监测数据,三域概念包括实体域、过程域和行为域,领域本体即指模式层,包括实体域、过程域和行为域三个概念节点及其关联关系,关联关系包括上下位关系、语义关联关系和时空耦合关系;实体域的提取步骤为:建立整个铁路桥梁的包围盒,并选择整个铁路桥梁的包围盒中铁路桥梁最底部构件模型作为起始点;建立基于起始点的构件模型的包围盒,并基于构件模型的包围盒的六个面发出射线,获取与射线相交的构件模型间的关系和类别,并将关系为相邻关系纳入同一列,同一类别则纳入同一组别,其中,列和组作为铁路桥梁实体域的存储方式;分别以射线相交的构件模型作为起始点发出射线,继续构建铁路桥梁实体域,直至构建完成;过程域和行为域的提取步骤为:首先,在宏观尺度上,基于获取到的领域数据、施工数据以及提取到的实体域,通过对铁路桥梁的施工计划、设计数据、施工进度表进行人为分析,划分出不同阶段的建造阶段;其次,在中观尺度上,将每个建造阶段拆分为具体的施工任务,将施工任务与实体域中的实体对象进行关联绑定,以确保每个任务可以进一步映射到具体的操作行为;随后,在微观尺度上,将每个任务细化为具体的操作行为步骤后,提取涉及实体域中各实体对象的施工工艺流程和具体操作行为,并针对实体域中所有实体对象将施工工艺流程和具体操作行为通过整理和组合形成流程序列和操作序列;基于流程序列梳理实体域中所有实体对象所对应的施工任务的时间安排与关联关系,建立完整的施工流程架构,体现施工任务的执行顺序,即构建得到过程域;基于操作序列,记录实体域中各实体对象的具体行为与交互过程,形成体现各实体对象动作与交互的行为网络,即构建得到行为域;步骤2.22、知识图谱模式层构建完成后,将领域本体中概念节点和关联关系映射到数据层中的实体节点和关联关系中,实现数据的组织和存储,即实现了数据层的构建;步骤2.23、再采用开源图数据库Neo4j对数据层中的三元组信息进行存储和可视化展示,即得到实例化的铁路桥梁建造场景知识图谱。
3.根据权利要求2所述的一种知识引导的铁路桥梁建造过程可视化仿真方法,其特征在于,所述步骤3的具体步骤为:步骤3.1、基于铁路桥梁建造场景知识图谱进行事件驱动的铁路桥梁建造场景随需构建,具体步骤为:步骤3.11、以铁路桥梁建造事件为驱动力,基于施工资料和设计数据对铁路桥梁建造事件关联的构件模型、地理环境以及施工流程进行人为剖析,识别出各铁路桥梁建造事件中所需的特征实体、工艺流程与行为要素,并将其映射到铁路桥梁建造场景知识图谱中,识别出铁路桥梁建造事件中的实体节点及其相互关联的关联关系;步骤3.12、基于GIS数据和步骤3.11得到的实体节点及其关联关系,分别对实体节点代表的实体对象进行建模,同时融合多源数据建立地理环境模型,并基于地理环境模型和铁路桥梁建造事件的需求构建得到虚拟的铁路桥梁建造场景,其中,实体对象为实体域中构件模型的类别,包括铁路桥梁主体工程和地理环境,对于铁路桥梁主体工程,通过逐级装配的方式进行建模,同时封装主体工程的关联关系,GIS数据包括地形数据和影像数据,多源数据包括高程数据DEM、文档数据DOM、矢量数据和点云数据:步骤3.2、基于构建的铁路桥梁建造场景对铁路桥梁建造过程可视化仿真,具体为:构建一个能够捕捉和表现时空动态变化的铁路桥梁建造事件模型,铁路桥梁建造事件模型通过引入时间轴,将铁路桥梁建建造过程中物体在三维空间中的变化与时间进行关联,形成一个四维的时空框架,用以描述铁路桥梁建造过程中各类实体对象的状态变化和任务进展,铁路桥梁建造事件模型定义为:M=[T,t,P,E] 其中, 其中,T表示铁路桥梁建造事件发生时间,用于表达某个铁路桥梁建造事件发生的时间节点,t表示铁路桥梁建造事件持续时间,用于代表每个铁路桥梁建造事件的持续时间,P表示构件模型的位姿,用于确定铁路桥梁建造事件中涉及每个构件模型的位置和姿态信息,E表示铁路桥梁建造事件类型,用于表述铁路桥梁建造过程作业事件的类型,R表示构件模型的旋转矩阵,p表示构件模型的三维坐标信息:在osgEarth三维引擎中将事件序列中各铁路桥梁建造事件模型中的各参数通过语义映射为关键帧中的动画参数,得到动画参数文件,随后通过tinyxml2库解析该动画参数文件,解析后利用osg::Animationpath接口得到构件模型随时间变化的帧动画,将帧动画加载到构建好的铁路桥梁建造场景中,实现建造过程的可视化表达。